溫度對動態結冰微觀結構特性影響定量分析

摘要：飛機結冰是動態凍結的過程,在微觀上會形成類似多孔介質的孔隙結構,該微觀結構直接影響結冰的物理特性,同時又因結冰條件的不同而呈現一定差異化。針對溫度對飛機結冰微觀特性定量影響這一難點問題,首先結合圖像分割方法,提出結冰微觀信息提取方法;其次,結合結冰微觀形態的定量結果提出合理假設,建立結冰微觀結構的三維數學模型,并提出計算密度的概念,以此作為衡量結冰內部孔隙分布特性的定量指標;最后,以風洞試驗顯微圖像為對象,驗證孔隙提取方法和微觀結構數學模型的適用性與合理性,并開展了溫度對孔隙分布和計算密度的定量影響研究,微觀定量結果與宏觀特性具有較高的一致性。本研究可以為結冰微觀定量研究提供方法手段,為結冰物理現象及物理特性的深入認識提供定量依據。